alat ukur viskositas cairan menggunakan metode silinder

Alat Ukur Viskositas Cairan

Menggunakan Metode Silinder Konsentris Berputar

Muamar Khadafi, Prawito

Departemen Fisika, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam UI

ABSTRAK

Viskositas merupakan sebuah nilai ukur resistansi dalam liquid untuk mengalir atau bergeser.

Penelitian yang baik terhadap viskositas akan membantu para teknisi dan ilmuwan

mengembangkan penelitian di bidangnya masing-masing. Berbagai macam viskometer

dengan metode yang berbeda-beda telah dibuat untuk menguji nilai viskositas dari

fluida.Viskometer yang dibuat penulis menggunakan dua buah silinder konsentris yang

berbeda ukuran dengan ruang diantara kedua silinder tersebut diisi dengan cairan yang akan

diuji. Silinder luar atau rotor diputar menggunakan motor DC dengan kecepatan konstan dan

torsi yang dihasilkan dari silinder dalam atau stator diukur menggunakan sensor gaya.

Pengukuran viskositas dilakukan pada glycerin, oli SAE 15w-40 dan oli SAE 80w-90 dengan

memberikan variasi kecepatan putar motor dan temperatur pada cairan. Hasil eksperimen

pada temperatur cairan 27oC dan kecepatan putar motor 150.48 RPM menunjukkan nilai

viskositas glycerin sebesar (633.93 ± 0.9564) centiPoise, viskositas oli SAE 15W-40 (150.46

± 0.4022) centiPoise dan viskositas oli SAE 80W-90 (231.36 ± 0.4624) centiPoise. Hasil

eksperimen juga menunjukkan hubungan viskositas terhadap temperatur berubah secara

eksponensial dan kecepatan putar motor tidak mempengaruhi nilai viskositas cairan.

Kata kunci: eksponensial;resistansi;temperatur;torsi;viskositas

ABSTRACT

Viscosity is a measure of resistance of liquids to flow or shear. A good survey of the viscosity

data, its critical evaluation and correlation would help design engineers and scientists in their

areas of interest. A wide range of viscometers has already embedded and manufactured to

examine of viscosity of any liquids using difference methods. The presented viscometer

consists of two concentric cylinders, with the space between the two cylinders filled with

liquid being measured. The outer cylinder is driven by an electric motor at a constant speed

using a motor DC and the torque on the inner cylinder is measured using a force sensor.

Experiment using three difference liquids varied by difference value of motor's angular

velocity and liquid's temperature. Experiment results show viscosities of liquids being

measured on 27oC and 150.48 RPM of motor‟s angular velocity is (633.93 ± 0.9564)

centiPoise for glycerin, (150.46 ± 0.4022) centiPoise for oil SAE 15w-40 and (231.36 ±

0.4624) centiPoise for oil SAE 80W-90. Experiment results show the impact of temperature

changes to viscosity changes with exponential relation and show no impact to its angular

velocity changes as well.

Keywords: exponential;resistance;temperature;torque;viscosity

Alat ukur viskositas..., Muamar Khadafi, FMIPA UI, 2013

PENDAHULUAN

Ketika sebuah perangkat teknis dipasarkan dengan sukses puluhan tahun lamanya,

berkembangnya pengetahuan dan pengalaman dari penggunaan perangkat tersebut untuk

manfaat yang lebih besar tidak akan dapat terhindari lagi. Banyak prosedur telah

dikembangkan dan standar-standar operasional disetujui dari dulu hingga sekarang.

Perkembangan teknologi menjadi suatu hal yang mutlak terlebih dibidang perindustrian,

banyak bagian-bagian kecil yang turut berperan penting dalam rangka mengembangkan

sebuah industri kecil menjadi sebuah industri yang lebih besar yang mana menggunakan

sistem yang lebih baik dari sebelumnya. Salah satu dari bagian kecil tersebut adalah nilai

viskositas dari suatu produk.

Viskositas merupakan salah satu karakteristik penting pada semua jenis fluida. Ketika

fluida mengalir, fluida tersebut memiliki hambatan didalamnya untuk mengalir. Viskositas

merupakan ukuran hambatan tersebut atau biasa disebut dengan shear. Viskositas juga dapat

diterjemahkan sebagai nilai ukuran gesekan dalam pada fluida. Viskositas merupakan fungsi

dari temperatur dan tekanan. Meskipun viskositas pada liquid dan gas berubah terhadap

temperatur dan tekanan, dua faktor ini mempengaruhi nilai viskositas dengan kondisi yang

berbeda [1].

Pengukuran nilai viskositas sangat krusial terhadap perkembangan, produksi dan

pengontrolan kualitas pada banyak produk industri yang berbeda, (seperti plastik, karet, tinta,

pasta, farmasi, kaca, pelicin, minyak, gelatin dll), proses dan operasi (seperti polimerisasi,

emulsifikasi, pengecoran, pelumasan, percetakan, pembakaran dll). Pentingnya mengetahui

nilai viskositas dari sebuah produk tidak lepas dari beberapa alasan, diantaranya adalah untuk

menjaga karakteristik asli produk dan untuk menjamin kualitas produk, belum lagi

dibutuhkannya pengukuran viskositas di dunia penelitian ilmiah dan produk kesehatan yang

kian menjanjikan suatu produk menjadi semakin berkualitas yang mana sangat bergantung

terhadap pengukuran viskositas yang akurat. Penggunaan viskometer pada industri

dimanfaatkan pada penelitian cara terbaik untuk memperoleh liquid terbaik dan menemukan

proses terbaiknya.

Banyak metode yang dapat digunakan untuk mengetahui nilai viskositas zat cair,

diantaranya adalah metode pipa kapiler, metode orifice, metode temperatur dan rasio gesek

yang tinggi, metode rotasi, metode bola jatuh, metode vibrasi dan metode ultrasonik [1]. Pada

penelitian kali ini dibuat sebuah viskometer menggunakan metode rotasi atau metode silindris


konsentris berputar. Viskometer dengan menggunakan metode ini pun memiliki banyak

variasi yang dapat diklasifikasikan berdasarkan konfigurasi desain dari viskometer tersebut.

Pada penelitian ini dibuat viskometer metode rotasi dengan desain ‘cup and bob’ atau „rotor

dan stator‟, berdasarkan ide bahwa dibutuhkan suatu gaya untuk menggerakan atau memutar

suatu benda didalam fluida, maka dapat mengindikasikan nilai viskositas fluida tersebut dari

gaya gesek yang dihasilkan. Pada viskometer ini terdapat dua buah silinder konsentris yang

berbeda ukuran dengan ruangan diantara kedua silinder tersebut tempat dimana fluida yang

akan diuji. Salah satu silinder tersebut diputar dengan menggunakan motor DC dan silinder

lainnya dibiarkan diam, ketika silinder dengan motor DC berputar didalam fluida maka

silinder lain yang dibiarkan diam akan ikut berputar mengikuti gaya gesek yang dihasilkan

oleh silinder dengan motor DC tersebut, torsi yang dihasilkan dari gaya gesek silinder diukur

menggunakan sensor gaya dan nilainya akan sebanding dengan nilai viskositas dari fluida [2].

TEORI DASAR

Viskositas merupakan salah satu properti karakteristik fundamental dari segala jenis

cairan. Ketika zat cair mengalir, aliran tersebut memiliki resistansi didalamnya untuk

mengalir. Viskositas merupakan ukuran hambatan tersebut untuk mengalir atau disebut

dengan rasio geser. Viskositas juga dapat disebut dengan gaya gesek dan merupakan ukuran

dari karakteristik gesek zat cair tersebut. Viskositas merupakan fungsi temperatur dan

tekanan. Meskipun viskositas dari zat cair dan gas berubah terhadap temperatur dan tekanan,

dua hal tersebut mempengaruhi viskositas dengan cara yang berbeda.

Viskositas merupakan sebuah properti dari liquid yang berhubungan dengan transisi

temperatur dari kondisi liquid. Pada temperatur dan tekanan tertentu, berbagai macam

substansce dapat berwujud padat, cair atau gas. Kondisi dari substance tersebut memiliki

hubungan yang erat dengan temperaturnya dan tekanan yang dimilikinya [3]. Pada level

atomik dua gaya utama yang menentukan suatu substance itu padat, cair atau gas adalah

energi kinetik atom dan gaya tarik menarik antar atom. Atom-atom tersebut sering bergerak

secara acak dan selagi melakukannya atom-atom tersebut membentuk ruang diantara mereka

yang sebanding dengan energi kinetiknya. Hal ini menunjukkan bahwa semakin panas suatu

substance, semakin luas ruang yang tiap atom buat. Inilah alasan mengapa benda padat akan

membesar dimensinya dengan kenaikan temperatur, karakteristik tersebut disebut dengan

koefisien ekspansi dengan temperatur. Hal inilah yang menyebabkan ketika suatu fluida


dipanaskan atau temperaturnya dinaikan maka atom-atom yang membentuk cairan tersebut

akan memiliki energi yang cukup untuk memutuskan ikatan diantara mereka sehingga akan

membuat nilai viskositas dari cairan tersebut akan berkurang [4].

Pengukuran viskositas menjadi salah satu parameter penting yang signifikan dalam

bidang industri dan akademisi. Pengetahuan yang akurat akan viskositas sangat dibutuhkan

untuk proses industri yang bervariasi. Berbagai macam teori yang telah dikembangkan untuk

memprediksi atau mengestimasi nilai viskositas harus diverifikasi terlebih dahulu

menggunakan data eksperimen. Beragai macam metode dapat digunakan untuk mengukur

viskositas dari fluida diantaranya adalah metode pipa kapiler,orifice,temperatur dan rasio

geser tinggi,rotasi,bola jatuh,getar dan ultrasonic.

Gambar 1. Viskometer dengan metode dua silinder berputar [1]

Pada Gambar 1 menjelaskan sistem pengujian viskositas dengan metode rotasi yang

menggunakan dua buah silinder konsentris dimana satu silinder memiliki kecepatan putar

yang stabil yang diatur oleh motor DC sehingga disebut dengan rotor dan silinder kedua yang

diam menunggu pergerakan dari silinder rotor untuk bergerak dengan memanfaatkan gesekan

cairan yang diputar oleh silinder tersebut sehingga disebut dengan silinder stator. Pergerakan

silinder stator yang dihasilkan dari pergerakan silinder rotor tersebut itulah yang akan

dijadikan indikasi dari nilai viskositas cairan yang akan diuji dengan mencari nilai torsi yang

dihasilkan dari silinder tersebut [2].


EKSPERIMEN

Viskometer yang telah dibuat menggunakan bagian mekanik dan elektrik, bagian

mekanik dari viskometer ini menggunakan dua buah silinder konsentris yang berbeda ukuran

dan kotak acrylic bejana penampung cairan yang diukur. Dimensi dari bagian mekanik

tersebut dapat dilihat pada Gambar 2 berikut,

(a)

(b) (c)

Gambar 2. (a) Kotak acrylic bejana penampung cairan, (b) Silinder luar/rotor, (c) Silinder dalam/stator

Selain desain mekanik, viskometer ini membutuhkan perangkat elektronik untuk

menunjang sistem pengukuran viskometer diantaranya adalah rangkaian minimum sistem

Atmega 8535, rangkaian driver motor DC serta rangkaian penguat AD620 yang digunakan


untuk menguatkan keluaran dari sensor gaya dan sensor temperatur LM35. Alat ukur

viskositas ini dirancang untuk mendapatkan nilai viskositas pada berbagai zat cair yang

diberikan variasi temperatur sehingga didapatkan nilai viskositas yang bervariasi, diagram

alur kerja sistem ukur dibuat seperti diagram pada Gambar 3 berikut :

Gambar 3. Blok Diagram Cara Kerja Alat

Sistem kerja alat ukur viskositas cairan ini dimulai ketika tombol push-button ditekan.

Ketika tombol ini diaktifkan, tombol ini akan mengirimkan sinyal kedalam mikrokontroller

dan menandakan program otomatisasi pengujian dimulai. Program dibuat dengan variasi

kecepatan putar motor dan variasi temperatur berbeda pada setiap jenis zat cair yang akan

diukur. Selain itu alat ukur viskositas ini memiliki tombol darurat yang digunakan untuk

pemberhentian proses jika ada masalah ketika uji coba dilakukan. Pengukuran viskositas

dengan viskometer ini menggunakan empat kecepatan motor yang berbeda yaitu 150.48,

188.64, 246.72 dan 337.68 RPM. Setiap sebelum dilakukan pengukuran motor diputar tanpa

menyalakan heater selama 5 menit, prosedur tidak hanya memberikan hasil pengukuran yang

stabil. Namun juga menghindari efek thixotropic yang berasal dari cairan yang akan diuji [5].

Pengukuran menggunakan kecepatan motor yang stabil untuk menjaga kestabilan perubahan

rasio geser dan gesek yang dialami cairan [6].

Rancangan sistem pengukuran viskositas pada alat ukur ini membutuhkan rangkaian

penguat atau amplifier guna memberikan pembacaan data yang maksimum dan efisien.

Mikrokontroler

Driver Motor

Solid State Relay

(SSR)

Heater Sensor Gaya

Penguat AD620

LM35

Penguat AD620

Push Button “OFF”

LCD

Push Button “ON”

Motor DC

Encoder


Rangkaian penguat digunakan khususnya pada keluaran dari sensor gaya dan sensor suhu

LM35 dimana keluaran yang dihasilkan dari kedua sensor tersebut sangat kecil sehingga

membutuhkan rangkaian penguat untuk membantu pengoperasian sistem agar berjalan dengan

lebih baik, selain itu rangkaian penguat disini juga dimanfaatkan penulis untuk mendapatkan

variasi data yang lebih banyak, khususnya pada sensor suhu lm35 dimana range keluaran

yang dihasilkan dari sensor suhu tersebut sangat sedikit rentangnya yaitu 10 mV untuk setiap

kenaikan 1oC .

Gambar 4. Rangkaian penguat AD620

Sebuah motor DC dapat dipercepat putarannya dengan menambahkan nilai tegangan

yang melalui kumparan kawat pada motor DC [7]. Pada sistem pengujian viskositas ini suatu

rangkaian pengendali untuk mempercepat putaran motor atau RPM dengan cara mengatur

lebar dari pulsa (Pulse Width Modulation), dengan mengunakan shaft encoder yang ada pada

motor DC.

Rangkaian pada Gambar 3.11 merupakan rangkaian pengendali yang dapat

mengendalikan kecepatan putaran sebuah motor DC. Rangkaian tersebut memiliki

optoisolator yang ada pada IC 4N28, IC tersebut berfungsi untuk memisahkan sinyal PWM

yang berasal dari mikrokontroler dengan tegangan yang berasal dari motor DC dan

mengantisipasi masuknya tegangan DC dari supply ke dalam mikrokontroler. Saat

mendapatkan logika “high” transistor akan melakukan proses switching. Untuk mengamankan


adanya arus balik dari motor digunakan dioda sedangkan TIP 142 digunakan untuk transistor

arus.

Gambar 5. Rangkaian driver motor DC

Perangkat lunak atau software yang digunakan pada mikrokontroler Atmega8535 di

alat uji coba viskositas ini menggunakan CodeVision AVR dengan bahasa C. Semua proses

yang dilakukan pada sistem dari awal proses hingga selesai diatur pada program yang dibuat

pada CodeVision AVR tersebut, flowchart dari program yang telah dibuat seperti pada

Gambar 3.12 adalah sebagai berikut :


Gambar 6. Flowchart program pengukuran viskositas

HASIL PEMBAHASAN

Pengukuran nilai viskositas pada glycerin dimulai dari inisialisasi temperatur awal

sekitar 30 derajat celcius dengan empat variasi RPM pada motor. Glycerin yang digunakan

pada eksperimen menggunakan glycerin dengan konsentrasi total 100% tanpa adanya bahan

campuran lain. Data ekseprimen pengukuran viskositas pada glycerin dengan empat variasi

RPM yang telah diplot didalam grafik dapat dilihat pada Gambar 4 berikut,


Gambar 7. Perubahan nilai viskositas glycerin terhadap temperatur dengan empat variasi RPM yang berbeda

Nilai viskositas suatu liquid berubah terhadap perubahan temperatur dan tekanan yang

diberikan pada liquid tersebut [1]. Data eksperimen yang ditunjukkan pada gambar diatas

menunjukkan perubahan nilai viskositas glycerin terhadap temperatur secara eksponensial

dimana ketika temperatur glycerin dinaikkan secara perlahan dari kisaran 30 derajat celcius

dengan rentang kenaikan sebesar 10 derajat celcius hingga kisaran 100 derajat celcius maka

akan diikuti dengan penurunan nilai viskositas glycerin.

Pada tiap variasi RPM motor yang diberikan, data eksperimen menunjukkan bahwa

terjadi perubahan nilai viskositas glycerin yang sangat besar dari kisaran 30 derajat celcius

menuju ke kisaran 40 derajat celcius. Hal tersebut menunjukkan indeks viskositas yang

dimiliki oleh glycerin menjadikan perubahan nilai viskositas terhadap perubahan temperatur

cairan bervariasi banyak karena nilai indeks viskositas menentukan seberapa cepat suatu

cairan berubah nilai viskositasnya terhadap perubahan temperatur yang diberikan [7]. Adanya

sedikit sisa air yang berasal dari proses pergantian cairan tiap pengukuran menjadi sebuah

kekurangan pada pengujian glycerin. Mengingat bahwa glycerin merupakan salah satu larutan

hygroscopic sedangkan pengukuran viskositas disini sangat sensitif dengan adanya campuran

air meskipun sedikit [8]

Pada Gambar 4 terlihat grafik dengan 4 titik viskositas dengan 4 variasi RPM yang

berbeda, dari grafik tersebut dapat dilihat tidak adanya pengaruh yang signifikan terhadap

ŋ = 2373.2e-0.053T

ŋ = 2350.6e-0.053T

ŋ = 2278.7e-0.052T

ŋ = 2224.4e-0.052T

0

100

200

300

400

500

600

700

25 45 65 85 105

ŋ=

Vis

kosi

tas

(ce

nti

Po

ise

)

T=Temperatur (Celcius)

150.48 RPM

188.64 RPM

246.72 RPM

337.68 RPM

Expon. (150.48 RPM)

Expon. (188.64 RPM)

Expon. (246.72 RPM)

Expon. (337.68 RPM)


nilai viskositas atas RPM motor yang berbeda. Meskipun nilai viskositas pada tiap RPM yang

berbeda tidak memiliki nilai yang persis sama namun range nilai yang diberikan masih dalam

range yang dapat ditoleransi. Perbedaan yang sedikit ini juga dapat dianalisa sebagai hasil

pengaruh dari perbedaan temperatur yang diberikan karena sulitnya menjaga temperatur

konstan dan sama persis untuk setiap variasi RPM yang berbeda. Tidak adanya pengaruh yang

signifikan dari variasi kecepatan putar motor yang diberikan pada motor terhadap nilai

viskositas cairan yang diukur dikarenakan setiap pertambahan kecepatan putar motor akan

diikuti dengan kenaikan nilai torsi yang dihasilkan oleh silinder maka kedua nilai tersebut

memiliki hubungan berbanding lurus yang tidak mempengaruhi nilai viskositas glycerin.

Pengukuran viskositas pada minyak pelumas atau oli dilakukan pada oli dengan

kualitas atau grade oli yang berbeda. Oli yang digunakan pada pengukuran adalah oli

multigrade SAE 15W- 40 dan SAE 80W - 90. Kualitas pada oli tersebut disetujui oleh SAE

dan diklsifikasikan berdasarkan rasio perubahan nilai viskositas terhadap temperatur yang

dimiliki oleh oli [6]. Data eksperimen yang didapat pada pengukuran viskositas oli dengan

kualitas yang berbeda dengan variasi empat nilai RPM motor. Viskositas oli SAE 15W-40

dan SAE 80W-90 dengan empat variasi RPM yang diberikan dapat dilihat pada Gambar 5 dan

Gambar 6 berikut,

Gambar 8. Perubahan nilai viskositas oli SAE 15W-40 terhadap temperatur dengan empat variasi RPM yang

berbeda

ŋ = 331.86e-0.033T

ŋ = 334.19e-0.034T

ŋ = 325.84e-0.034T

ŋ = 340.38e-0.035T

0

20

40

60

80

100

120

140

160

25 45 65 85 105

ŋ=V

isko

sita

s (c

en

tiP

ois

e)


150.48 RPM

188.64 RPM

246.72 RPM

337.68 RPM

Expon. (150.48 RPM)

Expon. (188.64 RPM)

Expon. (246.72 RPM)

Expon. (337.68 RPM)


Gambar 9. Perubahan nilai viskositas oli SAE 80W-90 terhadap temperatur dengan empat variasi RPM yang

berbeda

Perbedaan grade atau kualitas pada oli yang digunakan pada pengukuran viskositas ini sangat

menentukan perbedaan peubahan nilai viskositas yang diberikan variasi kenaikan temperatur

pada oli tersebut. Dari grafik pada Gambar 5 terlihat bahwa oli dengan grade 15W-40

memiliki indeks viskositas tinggi sehingga membuat nilai viskositas dari oli tidak banyak

bervariasi seiring kenaikan temperatur yang diberikan pada oli yang sedang diukur

viskositasnya. Sedangkan oli dengan SAE 80W-90 memiliki indeks viskositas rendah

sehingga nilai viskositas dari olimemiliki banyak variasi dengan variasi temperatur yang

diberikan

Oli dengan grade 15W-40 memiliki nilai viskositas yang lebih rendah dibandingkan

dengan oli grade 80W-90 pada temperatur awal yang diberikan dimana temperaturnya yaitu

kisaran 30 derajat celcius. Perbedaan nilai tersebut pada akhirnya akan mendekati nilai yang

hampir sama seiring dengan kenaikan temperatur yang diberikan. Yang membedakan dari

kedua oli dengan grade yang berbeda ini adalah indeks viskositas yang dimiliki oleh kedua oli

tersebut, seperti yang telah dibahas pada paragraf sebelumnya. Pada pengukuran di

temperatur maksimum eksperimen yaitu kisaran 100 derajat celcius, nilai viskositas yang

terbaca pada oli SAE 15W-40 berkisar antara 11.8 – 13.7 centiPoise sedangkan pada oli SAE

80W-90 berkisar antara 15.2 – 17.9 centiPoise . Hal ini menunjukkan pada temperatur yang

ŋ = 381.19e-0.033T

ŋ = 368.12e-0.032T

ŋ = 381.86e-0.033T

ŋ = 391.28e-0.033T

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

25 45 65 85 105

ŋ=V

isko

sita

s (c

en

tiP

ois

e)


150.48 RPM

188.64 RPM

246.72 RPM

337.68 RPM

Expon. (150.48 RPM)

Expon. (188.64 RPM)

Expon. (246.72 RPM )

Expon. (337.68 RPM)


tinggi nilai viskositas dengan grade 15W-40 tetap memiliki nilai viskositas yang lebih rendah

dibandingkan dengan oli grade 80W-90.

Pengukuran viskositas oli dengan nilai RPM motor berbeda juga dilakukan pada

pengukuran viskositas oli yang dilakukan penulis. Pada grafik di Gambar 5 dan Gambar 6

tersebut jelas terlihat bahwa tidak adanya pengaruh terhadap nilai viskositas atas perbedaan

nilai RPM motor yang digunakan saat eksperimen. Sama halnya dengan pengukuran

viskositas glycerin, perbedaan sedikit nilai viskositas yang didapat penulis muncul bukan

karena variasi RPM motor yang diberikan melainkan perbedaan kecil nilai temperatur yang

digunakan pada saat eksperimen. Hasil yang sama didapat untuk kedua oli dengan grade yang

berbeda.

Untuk memperkirakan ketidakpastian atau kesalahan dari nilai pengukuran yang

didapat, penulis menggunakan standar deviasi. Standar deviasi merupakan kesalahan atau

ketidakpastian nilai rata-rata hasil pengukuran yang bernilai selalu positif dan memiliki satuan

yang sama dengan nilai yang diukur. Untuk mendapatkan standar deviasi dari pengukuran

viskositas pada sistem ini, penulis mengukur viskositas dari ketiga cairan yang diukur pada

temperatur dan kecepatan putar motor (RPM) yang sama sebanyak 10 kali pengukuran. Dari

pengukuran tersebut didapatkan standar deviasi sebagai berikut: viskositas glycerin (633.93 ±

0.9564) centiPoise, viskositas oli SAE 15W-40 (150.46 ± 0.4022) centiPoise dan viskositas

oli SAE 80W-90 (231.36 ± 0.4624) centiPoise. Dari pengukuran ini juga didapat kesalahan

relatif pengukuran viskositas glycerin sebesar 0.15% , viskositas oli SAE 15W-40 sebesar

0.26% dan oli SAE 80W-90 sebesar 0.19%.

Kesalahan relatif dari pengukuran viskositas diperoleh dengan membandingkan

viskositas cairan yang didapat menggunakan metode silinder konsentris berputar yang

digunakan penulis dengan viskositas cairan yang didapat menggunakan viskometer

Brookfield DV-E. Dari hasil pengukuran diperoleh kesalahan relatif viskometer yang dibuat

penulis untuk mengukur viskositas dari cairan yang telah diukur yaitu pada pengukuran

glycerin kesalahan literaturnya sebesar 2.27%, pengukuran viskositas oli SAE 15W-40

sebesar 1.44% dan pengukuran viskositas oli SAE 80W-90 sebesar 7.60%.


KESIMPULAN

1. Pengujian viskositas cairan dapat dilakukan dengan menggunakan metode dua buah

silinder konsentris berputar dengan meneliti gaya gesek cairan dengan silinder yang

diindikasikan dari torsi yang dihasilkan silinder.

2. Nilai viskositas cairan terhadap temperatur berubah secara eksponensial dimana ketika

temperatur naik maka viskositas akan turun dengan persamaan

Viskositas glycerin, 150.48 RPM (η = 2373.2e-0.053T

), 188.64 RPM (η =

2350.6e-0.053T

), 246.72 RPM (η = 2278.7e-0.052T

) dan 337.68 RPM (η =

2224.4e-0.052T

)

Viskositas oli SAE 15W-40, 150.48 RPM (η = 331.86e-0.033T

), 188.64 RPM (η

= 334.19e-0.034T

), 246.72 RPM (η = 325.84e-0.034T

) dan 337.68 RPM (η =

340.38e-0.035T

)

Viskositas oli SAE 80W-90, 150.48 RPM (η = 381.19e-0.033T

), 188.64 RPM (η

= 368.12e-0.032T

), 246.72 RPM (η = 381.86e-0.033T

) dan 337.68 RPM (η =

391.28e-0.033T

)

3. Nilai viskositas cairan pada temperatur 27oC dan kecepatan putar motor 150.48 RPM

beserta standar deviasi nya adalah sebagai berikut:viskositas glycerin (633.93 ±

0.9564) centiPoise, viskositas oli SAE 15W-40 (150.46 ± 0.4022) centiPoise dan

viskositas oli SAE 80W-90 (231.36 ± 0.4624) centiPoise

4. Perubahan temperatur pada cairan sangat sensitif mempengaruhi perubahan viskositas

cairan.

5. Kesalahan literatur pengukuran viskositas pada glycerin sebesar 2.27%, oli SAE 15W-

40 sebesar 1.44% dan oli SAE 80W-90 sebesar 7.60%. Sedangkan kesalahan relatif

pengukuran sebesar viskositas glycerin 0.15%, viskositas oli SAE 15W-40 sebesar

0.26% dan viskositas oli SAE 80W-90 sebesar 0.19%.

SARAN

1. Pembuatan plat dasar penutup bejana penampung dipastikan datar sejajar dengan

bejana agar cairan yang akan diuji terisolasi dengan baik didalam.


2. Menggunakan heater dengan spesifikasi pemanasan yang lebih lambat agar dapat

mengamati viscositas dengan kenaikan temperatur yang perlahan dan ditempatkan

lebih jauh dari silinder agak tidak terjadi gesekan

3. Memberikan bahan isolator penahan panas pada silinder rotor agar panas dari cairan

tidak merambat menuju motor DC.

4. Menggunakan torsimeter pengganti sensor gaya untuk menghitung torsi silinder agar

perhitungan viskositas dapat langsung dilakukan tanpa proses konversi.

5. Menambah variasi tekanan untuk membuktikan pengaruhnya terhadap viskositas.

DAFTAR PUSTAKA

[1] Dabir S. Viswanath, Tushkar K. Ghosh, Dasika H.L Prasad, Nidamarty V.K Dutt,

et al. “Viscocity of liquids”. Dordrecht: Springer, 2007.

[2] Kraftmakher, Yaakov. “Rotational Viscometer – A Subject for Student Projects”,

Physisc Education (2010): 622-628.

[3] Wright, Jeremy. “A Simple Explanation of Viscosity Index Improvers”.

http://www.machinerylubrication.com/Read/1327/viscosity-index-improvers (6

Okt. 2012)

[4] Zplus Tech Brief. Oil Viscosity. Burlington: Zplus, 2009.

[5] Samuel E. de Lucena., dan Walter Kaiser."Stepping Motor Driven Constant Shear

Rate Rotating Viscometer".IEEE Transactions and Measurement, vol 57, No 7

(2008): 1338-1343.

[6] A. B. Hassan, M. S. Abolarin, A. Nasir, dan S. G. Mshelia. Fabrication and

Testing of Viscosity Measuring Instrument (Viscometer). Minna : Department of

Mechanical Engineering, Federal University of Technology Nigeria, 2003.

[7] Brookfield Engineering Labs. More Solutions to Sticky Problems. Middleboro:

Brookfield, 2011.

[8] Segur J.B, Oberstar. Helen. Viscosity of Glycerol and Its Aqueous Solutions.

Industrial and Engineering Chemistry,vol 43, No 9 (1951) : 2117 - 2120


http://www.machinerylubrication.com/Read/1327/viscosity-index-improvers

alat ukur viskositas cairan menggunakan metode silinder

Documents